一种水样中氘氚的富集回收装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水样中氘氚的富集回收装置及方法，涉及核废水处理技术领域，其包括：加热装置，其用于对水样进行加热气化；精馏装置，其用于将水样中的氘氚组分向下迁移，氕组分向上迁移；回流装置，其用于将从精馏装置中扩散出来的蒸气因膨胀减压降温的冷凝液回流至精馏装置内；收集装置，其用于收集回流装置中汽化热较低而继续扩散的蒸气。本发明专利技术利用精馏方法，将水样气化，通过多级液化的方法，得到不同含量同位素的样液，从而实现对核素进行分离。离。

【技术实现步骤摘要】
一种水样中氘氚的富集回收装置及方法


[0001]本专利技术涉及核废水处理
，具体讲是一种水样中氘氚的富集回收装置及方法。

技术介绍

[0002]随着核事业日新月异的发展，一些因为核事故导致的历史遗留问题依然很难得到解决，如核废水问题。核废水，指核电站排出的废水。现有技术中，人工处理核废水的方法主要有：
[0003]①
化学沉淀法：化学沉淀法是将沉淀剂与废水中微量的放射性核素发生共沉淀作用的方法。
[0004]②
离子交换法：在经过化学沉淀处理过后的核废水中放射性核素都以离子的形式存在，因此可使用离子交换树脂吸附带有放射性核素的粒子。在放射性废水净化中，利用电渗析的方法可以增加离子交换工艺的利用效率。
[0005]③
吸附法：吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效方法。吸附法的关键技术是吸附剂的选择。
[0006]氘为氢的一种稳定形态同位素，也被称为重氢，元素符号一般为D或2H。它的原子核由一个质子和一个中子组成。在大自然的含量约为一般氢的7000分之一，用于热核反应。
[0007]氚(Tritium)，又称超重氢，是氢的同位素之一，带有放射性。其原子核由一个质子和两个中子组成，会发生β衰变，其半衰期为12.43年，原子量3.016u。氚具有适宜的核物理性质，并具有价廉、毒性较低、比活度较高和放射自显影良好等优点。
[0008]核废水中氘氚主要以水分子的形态存在，因此上述核废水处理方法较难实现水中氘氚的分离富集回收/去除。同时，分离得到的低氘水(超轻水)对人体健康有诸多好处，有益于生命体的生存和繁衍，对于人类的健康具有重要意义；氘氚的用途非常广泛，主要用做热核武器，在未来氘氚如果可控核聚变反应堆能够实现，人们对氘和氚的需求将会大大增加，因此实现废水中氘氚核素的分离具有极大的意义。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种水样中氘氚的富集回收装置及方法。
[0010]本专利技术的技术解决方案如下：
[0011]一种水样中氘氚的富集回收装置，包括：
[0012]加热装置，其用于对水样进行加热气化；
[0013]精馏装置，其用于将水样中的氘氚组分向下迁移，氕组分向上迁移；
[0014]回流装置，其用于将从精馏装置中扩散出来的蒸气因膨胀减压降温的冷凝液回流至精馏装置内；
[0015]收集装置，其用于收集回流装置中汽化热较低而继续扩散的蒸气。
[0016]作为本专利技术的优选方案，所述精馏装置包括精馏柱，其内填充有填料。
[0017]作为本专利技术的优选方案，所述收集装置包括沿蒸气流动方向依序设置的两级回收容器。
[0018]作为本专利技术的优选方案，末级设置的回收容器之前设置有冷凝装置。
[0019]作为本专利技术的优选方案，末级设置的回收容器上设置有排气管。
[0020]作为本专利技术的优选方案，所述回流装置包括回流容器和液体回流管，液体回流管上设置有蠕动泵，其用于将回流容器内的冷凝液输送至精馏装置内。
[0021]本专利技术还公开了一种水样中氘氚的富集回收装置的检测方法，包括以下步骤：
[0022]步骤一：启动加热装置100，使具有起始量的水样加热气化，记录开始气化的时间；
[0023]步骤二：水样气化后每隔20min加入水样，每次加至起始量，加入总水量所用的时间和总水量，计算出蒸馏一次所用时间，将所有容器中剩余的液体进行核素含量检测，利用总时间与一次蒸馏所用时间可得到整个实验流程中的蒸馏次数，同时得到精馏装置的回流比。
[0024]蒸馏一次所用时间指加入总水量所用的时间与加入次数之比，即两次进样之间所用的时间；
[0025]回流比是指一定时间内回流装置所返回精馏柱内的液体量，与精馏柱所产生的总的液体的量的比。
[0026]本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种水样中氘氚的富集回收装置，利用精馏方法，将水样气化，通过多级液化的方法，液化采用蒸气膨胀减压降温的方法进行，较传统采用冷凝器的方法更为实用、耗能更低，得到不同含量同位素的样液，从而实现对核素进行分离。
附图说明
[0027]图1是本专利技术优选实施例的结构示意框图，
[0028]图2是本专利技术优选实施例具体结构示意图；
[0029]图中，100
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加热装置，200
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精馏装置，300
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回流装置，400
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收集装置，1
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电热套，2
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三颈烧瓶，3
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精馏柱，4
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填料，5
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蠕动泵，6
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回流容器，7
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一级收集装置，8
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冷凝装置，9
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二级收集装置，10
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液体回流管，11
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排气管，12
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进料口，13
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密封塞，14
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蒸气溢出管。
具体实施方式
[0030]本部分将详细描述本专利技术的具体实施例，本专利技术之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本专利技术的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0032]在本专利技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所
指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0033]本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本专利技术中的具体含义。
[0034]参照图1和2，本专利技术的优选实施例：
[0035]一种水样中氘氚的富集回收装置，包括：
[0036]加热装置100，其用于对水样进行加热气化，具体地，加热装置100可以是电热套1，其上放置有三颈烧瓶2；
[0037]精馏装置200，其用于将水样中的氘氚组分向下迁移，氕组分向上迁移；
[0038]回流装置300，其用于将从精馏装置200的蒸气溢出管14中扩散出来的蒸气因膨胀减压降温的冷凝液回流至精馏装置200内；
[0039]收集装置400，其用于收集回流装置300中汽化热较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水样中氘氚的富集回收装置，其特征在于，包括：加热装置(100)，其用于对水样进行加热气化；精馏装置(200)，其用于将水样中的氘氚组分向下迁移，氕组分向上迁移；回流装置(300)，其用于将从精馏装置中扩散出来的蒸气因膨胀减压降温的冷凝液回流至精馏装置(200)内；收集装置(400)，其用于收集回流装置(300)中汽化热较低而继续扩散的蒸气。2.根据权利要求1所述的一种水样中氘氚的富集回收装置，其特征在于，所述精馏装置(200)包括精馏柱(3)，其内填充有填料(4)。3.根据权利要求1所述的一种水样中氘氚的富集回收装置，其特征在于，所述收集装置(400)包括沿蒸气流动方向依序设置的两级回收容器。4.根据权利要求3所述的一种水样中氘氚的富集回收装置，其特征在于，末级设置的回收容器之前设置有冷凝装置(8)。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：于涛，余豪奇，叶剑华，尧乐乐，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：